計(jì)紅（大慶油田有限責(zé)任公司第十采油廠）

隨著油田開發(fā)時(shí)間的延長，為實(shí)現(xiàn)提產(chǎn)增效的目標(biāo)，近年投產(chǎn)水平井不斷增多。以M低滲透油田為例，目前共有水平井65 口，平均含水率為66.9%，其中31 口水平井綜合含水率達(dá)到65.0%以上，占水平井總數(shù)的47.7%，油井含水上升直接影響開發(fā)效果[1-3]。截至目前，LH 油田曾采用水平井產(chǎn)液剖面測(cè)試技術(shù)對(duì)水平井進(jìn)行找水測(cè)試，利用渦輪流量計(jì)和同軸線相位法計(jì)算各水平段的產(chǎn)液量和含水率，對(duì)主要的出水井段實(shí)施封堵，實(shí)現(xiàn)降低油井產(chǎn)水量[4]。為使低滲透油田高含水水平井達(dá)到控水挖潛的目的，開展了堵水工藝技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

1 堵水技術(shù)應(yīng)用

針對(duì)水平井井身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取了具備密封可靠、防卡、防竄、可安全解封的水平井堵水工藝，水平井堵水管柱由上工具與下工具兩部分組成（圖1）。針對(duì)堵水管柱易卡的問題，研制具有封堵、扶正功能堵水管柱，實(shí)現(xiàn)其有效封堵、扶正、逐級(jí)解封；針對(duì)堵水管柱易竄的問題，研制具有錨定功能堵水管柱，實(shí)現(xiàn)其錨定及安全低力解封；針對(duì)高含水層位判定不清的問題，試用液壓控制開關(guān)輪換生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高含水層精確找水[5]。

1.1 堵水管柱上工具

上工具為Y445-110 mm封隔器，由液壓坐封機(jī)構(gòu)、液壓丟開機(jī)構(gòu)、密封機(jī)構(gòu)、步進(jìn)鎖定機(jī)構(gòu)、雙向卡瓦組成，如圖2所示。它具有集管柱丟手、錨定、封隔器密封一體化的功能，設(shè)有抗阻機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)遇阻不坐封、壓縮式膠筒扶正，確保工具密封可靠。

圖1 水平井堵水管柱

圖2 Y445-110 mm封隔器

1.2 堵水管柱下工具

下工具為多級(jí)Y341-110 mm平衡分級(jí)解封封隔器，由液壓坐封機(jī)構(gòu)、平衡機(jī)構(gòu)、兩段式解封機(jī)構(gòu)組成，如圖3所示。它設(shè)有抗阻機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)遇阻不坐封、解封剪釘不受力；解封時(shí)分為兩段式，可實(shí)現(xiàn)逐級(jí)低力解封。

圖3 Y341-110 mm封隔器

2 實(shí)施找水工藝

水平井找水功能主要通過液壓控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)，它主要由機(jī)械和電氣兩大部分組成。其中：機(jī)械部分包括工作筒、上接頭、下接頭、開關(guān)器等組件；電氣部分包括壓力傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、檢測(cè)電路、電動(dòng)機(jī)以及電池等組件，如圖4所示。

圖4 液壓控制開關(guān)結(jié)構(gòu)

2.1 液壓控制開關(guān)工作原理

該裝置利用電信號(hào)和壓力波動(dòng)信號(hào)，通過接收器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入檢測(cè)電路，當(dāng)檢測(cè)電路判斷其信號(hào)與自身預(yù)設(shè)編程碼一致時(shí)，便發(fā)送控制指令使電動(dòng)機(jī)工作[6]，完成其打開和關(guān)閉動(dòng)作，液壓控制開關(guān)技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 液壓控制開關(guān)技術(shù)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

開關(guān)器自身編碼分為兩部分：層段命令和開關(guān)命令，通過不同的壓力與時(shí)間組合，對(duì)不同層段開關(guān)器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)各層段堵水目的，圖5為兩級(jí)壓電控制開關(guān)壓力碼示意圖。

2.2 液壓控制開關(guān)使用步驟

下井前預(yù)設(shè)液壓控制開關(guān)壓力碼，隨堵水管柱下入預(yù)定位置；各段單獨(dú)生產(chǎn)，監(jiān)測(cè)各層產(chǎn)液含水；各段輪換生產(chǎn)時(shí)，地面打壓調(diào)整。通過對(duì)相應(yīng)層段的產(chǎn)液、含水等數(shù)據(jù)分析，最終確定堵水方案[7-9]。

圖5 兩級(jí)壓電控制開關(guān)壓力碼示意圖

3 應(yīng)用情況與效益

3.1 試驗(yàn)井概況

選取試驗(yàn)井1，其有效厚度2.5 m，連通厚度2.5 m，水平段長765 m，水平段垂深763.3 m；水平段共7 段，深度為1 158.0～1 754.0 m，連通5 口水井。

3.1.1 生產(chǎn)情況

井1 投產(chǎn)初期日產(chǎn)液量12.8 t，日產(chǎn)油量3.5 t，含水率72.7%；試驗(yàn)前日產(chǎn)液量13.3 t，日產(chǎn)油量0.4 t，含水率97.0%，如圖6所示。

圖6 井1生產(chǎn)情況

3.1.2 連通水井情況

連通注水井5 口，平均泵壓15.1 MPa，平均油壓10.8 MPa，日配注75 m3，日實(shí)注75 m3，累計(jì)注水量2.07×104m3，井1連通水井情況統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 井1連通水井情況統(tǒng)計(jì)

3.1.3 施工方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)三段輪換堵水，根據(jù)各段產(chǎn)量和含水變化，確定堵水層段，實(shí)現(xiàn)水平井堵水目的[10-11]，設(shè)計(jì)管柱示意圖見圖7，井1 層段設(shè)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)見表3。

圖7 設(shè)計(jì)管柱示意圖

表3 井1層段設(shè)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)

3.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2018年6月進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)施工，下井前預(yù)設(shè)液壓控制開關(guān)輪換找水生產(chǎn)周期，施工后根據(jù)各層生產(chǎn)情況判定堵水層位為第二、三層。2018 年11 月，根據(jù)開關(guān)器編碼打壓封堵第二層，井1液壓控制開關(guān)輪換生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)見表4。

表4 井1液壓控制開關(guān)輪換生產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)

3.3 試驗(yàn)效果

該井試驗(yàn)前日產(chǎn)液量13.6 t，日產(chǎn)油量0.6 t，含水率95.6%，試驗(yàn)后初期日產(chǎn)液量6.4 t，日產(chǎn)油量2.3 t，含水率64.1%。目前日降液9.6 t，降液率達(dá)70.6%，日增油1.6 t，增油率為267%，累計(jì)降液1 006.4 t，累計(jì)增油159 t。按當(dāng)時(shí)原油價(jià)2 954.8美元/t計(jì)算，增加產(chǎn)油創(chuàng)效46.98萬元；堵水管柱投入費(fèi)用為15萬元，直接創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益31.98萬元。

4 結(jié)論

1）水平井堵水管柱下工具實(shí)現(xiàn)了管柱丟手、錨定、封隔器密封功能一體化，它具有密封性能好、坐封阻力小、解封拉力低的特點(diǎn)，滿足了低滲透油田水平井機(jī)械堵水對(duì)封隔器性能的要求。

2）液壓控制開關(guān)能夠通過地面壓力控制，實(shí)現(xiàn)各層輪換生產(chǎn)、有效判別高含水層位，滿足了低滲透油田水平井機(jī)械堵水找水要求。

3）應(yīng)用高含水水平井堵水管柱，可解決常規(guī)機(jī)械堵水工藝無法實(shí)現(xiàn)水平井堵水的問題。